碳二亚胺

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碳二亚胺(Carbodiimide)含有N=C=N官能团,是一类常用的失水剂。一般由硫脲硫化氢失水制备,水解得到脲衍生物

目录

用途

有机合成中,碳二亚胺是一类常用的失水剂,主要用于活化羧基,促使酰胺和酯的生成。反应中常加入N-羟基苯并三氮唑或N-羟基琥珀酰亚胺,可以提高产率,减少副反应的发生。

碳二亚胺作失水剂 生成酰胺

碳二亚胺也可与胺反应生成

机理

羧酸与胺在碳二亚胺作失水剂下缩合的反应如下图。羧酸1先与碳二亚胺反应生成中间体O-酰基异脲2,类似于引入酯基活化羧酸。而后2与胺反应生成目标产物酰胺3和脲42可以与另一分子羧酸反应生成酸酐5,酸酐与胺反应也得到酰胺3

反应的副产物主要是2重排生成的N-酰基脲6。使用低介电常数的溶剂(如二氯甲烷氯仿)可减少6的生成。

碳二亚胺作失水剂 生成酰胺的反应机理

DCC

DCC二环己基碳二亚胺)是最早使用的碳二亚胺之一,大多用在多肽合成中的接肽一步。DCC作失水剂的反应产率很高,并且试剂的价格也不昂贵。

但DCC也有很多缺点限制了它的应用:

  1. 副产物N,N'-二环己基脲不溶于水,一般用过滤除去,但仍有少量残留于溶液中,难以除净;
  2. DCC不如其他固相接肽试剂方便,产物二环己基脲难以从多肽树脂上分离出来;
  3. DCC会造成过敏

DIC

DIC(N,N'-二异丙基碳二亚胺)用作DCC的替代品,与DCC相比有以下几点优势:

  1. DIC为液态,更容易使用;
  2. 产物N,N'-二异丙基脲可溶于大多数有机溶剂,很容易通过溶剂萃取除去,DIC也因此常用在固态合成中;
  3. DIC导致过敏的可能性较低。

EDC

EDC
IUPAC名
1-ethyl-3-(3-dimethyl
aminopropyl) carbodiimide
hydrochloride
别名 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐
识别
CAS号 25952-53-8
SMILES
性质
化学式 C8H17N3·HCl
摩尔质量 191.70 g·mol⁻¹
熔点 < 110-114 °C
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)是个可溶于水的碳二亚胺,在酰胺合成中用作羧基的活化试剂,也用于活化磷酸酯基团、蛋白质核酸的交联和免疫偶连物的制取。使用时的pH范围为4.0-6.0,常和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)或N-羟基硫代琥珀酰亚胺连用,以提高偶联效率。

有机化学中用EDC和催化剂4-二甲氨基吡啶(DMAP)使羧酸与醇发生酯化。

参考资料

外部链接

参考来源

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